Проектний синтез високоефективних регульованих асинхронних двигунів потужністю до 400 кВт - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ПРОЕКТНИЙ СИНТЕЗ ВИСОКОЕФЕКТИВНИХ РЕГУЛЬОВАНИХ АСИНХРОННИХ ДВИГУНІВНауковий консультант: доктор технічних наук, професор Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Шумілов Юрій Андрійович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, професор кафедри електромеханіки доктор технічних наук, професор “Харківський авіаційний інститут”, завідувач кафедри електротехніки та енергетики доктор технічних наук, професор Захист відбудеться "18 "квітня 2002 р. о 1430 годин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.08 при Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, м.Удосконалення найбільш розповсюдженого на цей час регульованого асинхронного електропривода (ЕП) з напівпровідниковими перетворювачами (НП) вимагає удосконалення всіх його складових, у тому числі й основного елемента, що виконує електромеханічне перетворення енергії, - асинхронного двигуна (АД). Незважаючи на те, що окремі види РАД вже виробляються фірмами Siemens (Німеччина), Atlans-Ge Motors (США), Lenze Bachofen (Німеччина), Leroy Somer (Франція), Meyden (Японія) і тенденції світового електромашинобудування повязані з усе більш широким їхнім виробництвом, принципи та методологія проектного синтезу й оптимізації РАД, що враховують особливості їхньої експлуатації, ще не розроблені. Автор брав участь, як відповідальний виконавець в таких роботах: - науково-дослідна робота 366-64 (номер державної реєстрації 0199U001544) “Розробка математичних моделей напівпровідникових асинхронних електроприводів з різноманітними перетворювачами з використанням програми моделювання PSPICE”, 1999-2001 рр, напрямок - Енергетика; Метою роботи є обґрунтування та розробка системних принципів і методології автоматизованого проектування регульованих асинхронних двигунів, застосування яких забезпечує істотне ресурсо-та енергозбереження, створення математичних і програмних засобів для підвищення ефективності їхнього проектного синтезу, аналізу й оптимізації. Проблема проектного синтезу оптимальних РАД, яка являє собою комплекс взаємозалежних задач моделювання, синтезу, оптимізації, вибору остаточного варіанта, розвязується методами нелінійного математичного програмування із використанням системного підходу.Тому створення і розвиток методології математичного моделювання і проектування РАД базуються на фундаментальних працях таких вчених, як К.І. Роботи з моделювання і проектування АД для регульованих асинхронних ЕП ведуть А.Е. Використання системного підходу і методів системного аналізу для проектного синтезу РАД приводить до значного підвищення адекватності ММ, дозволяє реалізувати комплексний аналіз проектованого РАД, на основі якого враховуються усі найбільш важливі для проектного синтезу аспекти його будови та функціонування. Системний підхід надає можливість здійснити врахування усієї необхідної сукупності проектних факторів у їхньому взаємозвязку і взаємовпливі, застосування раціональної декомпозиції проектних ММ і процесів проектного синтезу й оптимізації, реалізацію ефективних методів оптимізації, системну організацію технології процесу проектного синтезу. Уточнені ММ електромагнітних і електромеханічних процесів у РАД при усталених режимах засновані на сукупності повних схем заміщення умовних двигунів для необхідних гармонік (рис.3), у яких параметри заступних схем для всіх гармонік, включаючи основну, є змінними в різних робочих точках і взагалі залежать від номера гармоніки ?, коефіцієнта зміни напруги відносно номінальної напруги двигуна KU, коефіцієнта зміни частоти відносно номінальної частоти двигуна Kf, ковзання за основною гармонікою s1.Аналізуються всі аспекти функціонування двигуна: усталені електромагнітні, електромеханічні і теплові процеси, механічні і віброакустичні показники, динамічні режими. Крім того, у всіх системних моделях враховується зміна параметрів заступних схем умовних двигунів основної і вищих гармонічних при регулюванні через витиснення струму і насичення магнітного кола. Розроблений програмний комплекс надає можливість аналізувати роботу АД як у розімкнених, так і в замкнутих системах НПН-АД при ЗЗ за частотою обертання двигуна й напругою перетворювача. Задача вибору двигуна з існуючих серій, що виникає в практиці розробки електроприводів НПН-АД, у більшості випадків розвязується без досить повного врахування особливостей електромагнітних, електромеханічних, теплових, енергетичних процесів у АД цих електроприводів. Адекватність ММ, покладених в основу програмних комплексів вибору і проектування, підтверджується результатами експериментальних досліджень, при виконанні яких отримано залежності зміни електричних, енергетичних, механічних, теплових та інших величин від частоти обертання двигуна в заданому діапазоні регулювання при роботі на задані навантаження.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ